Bitumenextraktion aus Asphalt mit dem nachwachsenden Rohstoff Octansaeuremethylester (Kokosester)

Bitumen extraction of asphalt with the renewable resource methyl octanoate (coconut ester)

In diesem Forschungsprojekt wird die Frage geklaert, ob Octansaeuremethylester (OME) ein geeignetes Substitut fuer Trichlorethylen (Tri) als Standardloesemittel fuer die Bindemittelextraktion aus Asphaltmischgut darstellen kann. Es werden die technischen Voraussetzungen fuer den Einsatz, die Auswirkungen auf die Ergebnisse von Laborpruefungen und eventuelle labortechnische Folgen analysiert. Die Moeglichkeit der Substitution wird fuer verschiedene Asphaltarten und Bitumen ueberprueft. OME ist ein weitestgehend ungefaehrlicher bitumenloesender Pflanzenoelester mit einem Siedepunkt von circa 193 °C und einem charakteristischen Geruch nach Kokos. Ab einer Temperatur von circa 245 °C sind die Loesemitteldaempfe bei Sauerstoffkontakt spontan entflammbar, weshalb die Heissextraktion aus Arbeitsschutzgruenden mit diesem Loesemittel nicht durchgefuehrt werden sollte. Die Extraktion in einer geschlossenen Anlage bei abgesenktem Druck und moderateren Temperaturen kann sicher erfolgen. In den Ergebnissen der Mischgutanalyse zeigen sich unter Anwendung von OME im Vergleich zu Ergebnissen unter Anwendung von Tri als Loesemittel keine signifikanten Unterschiede. Sowohl der bestimmte Bindemittelgehalt als auch der bestimmte Fuelleranteil sind unter Anwendung der beiden Loesemittel weitestgehend als gleich zu bewerten. In dem an die Extraktion anschliessenden Prozess der Bindemittelrueckgewinnung wird das Loesemittel im Rotationsverdampfer von der Bitumenphase getrennt. Dieser Vorgang der Destillation wurde fuer ueblicherweise im Asphaltlabor vorhandene Rotationsverdampfer weitestgehend optimiert. Es war jedoch nicht moeglich, das gesamte Loesemittel von der Bitumenphase zu trennen, weshalb Loesemittelreste im Bitumen verblieben. Diese fuehren zu Veraenderungen der physikalischen Eigenschaften der rueckgewonnenen Bindemittel. Mehrheitlich zeigt sich das mit OME zurueckgewonnene Bindemittel in allen angesprochenen Temperaturbereichen weicher als nach Rueckgewinnung mit Tri. Die Ergebnisse der Vergleichsuntersuchungen deuten an, dass die Menge der im Bitumen verbleibenden Loesemittelreste vom verwendeten Destillationsgeraet abhaengt und dadurch die Vergleichbarkeit von Ergebnissen aus Bitumenpruefungen an mit OME zurueckgewonnenen Bindemitteln gering ist. ABSTRACT IN ENGLISH: In this research project the question is clarified whether methyl octanoate (german: Octansaeuremethylester - OME) can be a suitable substitute for trichloroethylene (Tri) as a standard solvent for binder extraction from bituminous mixtures. The technical requirements for the use, the impact on the results of laboratory tests and any laboratory consequences will be analyzed and the possibility of substitution will be examined for various types of asphalt and bitumen. OME is a mostly harmless bitumen-dissolving ester made from organic oil having a boiling point of about 193 °C and a characteristic smell of coconut. Above a temperature of about 245 °C the solvent vapor is highly inflammable in contact with oxygen. That is the reason why the hot extraction with this solvent should not be performed for the operator's protection. The extraction can be carried out safely in a closed system at reduced pressure and moderate temperatures. The evaluation of bituminous mixtures shows no significant differences when comparing OME and Tri as a solvent. Both, the specific binder content and the specific filler content are mostly identical under application of the two solvents. After the extraction the binder recovery process is performed where the solvent is separated from the bitumen phase in a rotary evaporator. This process of distillation has been optimized as much as possible for the common rotary evaporator that is available in the asphalt laboratory. However, it was not possible to separate the solvent entirely from the bitumen phase, which is why some solvent residues are remaining in the bitumen. These residues are leading to changes in the physical characteristics of the recovered binders. The majority of the testing results at the examined temperature ranges show that the recovered binder with OME is softer than after recovery with Tri. The results of comparative tests indicate that the amount of residual solvent remaining in the bitumen depends on the distillation device used, eventuating in a small comparability of testing results on bitumen recovered with OME.

Language

  • German

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01665938
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • ISBN: 978-3-95606-332-9
  • Files: ITRD
  • Created Date: Feb 5 2018 3:59AM